А.А. Немодрук, З.К. Каралова - Аналитическая химия Бора (1060734), страница 30
Текст из файла (страница 30)
линия (>0,002%), т. е, элементов, обладающих:подобно бору высоким сечением захвата тепловых нейтронов, Для устранения мешающего влияни водорода, характеризующегося высоким сечением рассеяния нейтронов — — 5 (38 бари) по сравнению с бором (сечение рассеяния 5 равно 4 барна), необходи. е мо, чтобы его содержание в контрольной и анализируемой пробах было равноцен- — — Х но !287). В табл. 16 приведены сечения захвата тепловых нейтронов (с энергией 0,025 эг) ядрами некоторых элементов.
Установка для нейтрон- ного анализа ора 287, 288) состоит из источника нейт- р нс. 27. Схематнчесхнй разрез внутронов, замедлителя нейтро- реннего устройства ззмедлнтеля с вы- НОВ Н РЕГНСтрнруЮщсй СХЕ- носным блоном в положении «нзме. мы, На рис. 27 представле- реннев Иа СХЕ!яа ВиутрЕННЕГО ует нятчрсяннй блок уснннчслж тронная кнмерв; 5 — коробочка с аннлнройства замедлнтеля. В ка- знртемой пробой; 5 — держатель коро- бочкн; 5 — пнрнфнновая капсула; 5 — свн.
честве источника нейтронов нец; т — вода; 5 — Ро — Ве-нсточннк; применяется полоний-бериллневый источник мощностью 2 кюри. Замедлителем служит вода, помещенная в металлический бак емкостью 60 л, в верхней чзрети которого имеется цилиндрическое отверстие для укрепления парафиновой капсулы, куда вставляют коробку с образцом (навеска 25 — 50 г). Подробно методика описана на стр. 173. Эталоны готовят смешиванием аморфного бора с образцами пород, близкими по минералогическому составу к анализируемой пробе, но не содержа!цими бора.
Эталонную пробу без добавки бора используют в качестве контрольной, Чувстви- тельность метода составляет 0,03% чго В20,, При анализе проб с высоким содержанием бора (15 — 30о/о В208) рекомендуют небольшие навески образцов (5 — 10 г) разбавлять до 25 — 50 г пустой породой. Воспроизводимость единичного измерения +3%, сходимость с результатами химического метода — ш20"-//о. Наряду с простотой проведения опыта метод отличается высокой производительностью — за 8 час. можно сделать 100 анализов. При использовании в нейтронно-измерительной аппаратуре в качестве детектора сцинтиллирующего литиевого стекла [318), обогащенного легким изотопом лития Ь!8, можно понизить мощность источника нейтронов до 10 — 20 мкюри; птрк этом обращение с прибором становится более ~безопасным.
При помощи установки типа «нейтрон» [318) можно определять содержание бора в растворах, рудах и других образцах [213). Прн использовании источника полония активностью 5 — 10 мкюри и измерении в течение 3 мин. точность анализа составляет .+.10% [318). Известны работы [52, 95 — 97), в которых облучение образцов производят не тепловыми, а быстрыми нейтронами и концентрацию бора определяют путем регистрации вторичного у-излучения. Метод применяют при геохимических поисках и анализе руд борных месторождений в широком интервале концентраций В20з В других вариантах радиоактнвационного анализа концентрацию бора определяют не по поглощению нейтронов, а по количеству а-частиц и ядер Ь!7 [292, 301, 517, 535, 740), возникающих прн ядерной реакции В'о (и, а) Ь)7.
Метод применяют при анализе руд [517), газовых смесей [292), почвы [535). Ошибка при содержании бора более 1% не превышает +10%; малым концентрациям соответствует ббльшая ошибка [ЗОЦ. Определение бора по поглощению тепловых нейтронов отличаепся малой селективностью. Этого недостатка лишен метод, основанный на измерении выбиваемых нейтронов при бомбардировке образцов а-частицами по реакциям В'й(а, и) Х'з, Вп(а, и)Х/4 [224). Выход ядерной реакции для бора составляет 24 нейтрона на 108 а.частиц, что значительно превышает выход нейтронов для других элементов (для алюминия — 0,74, кремния — 0,16, углерода — О,! 1, кислорода — О 07, фтора — 12 нейтронов), за исключением бериллия (80 нейтронов на 108 а-частиц). Поэтому при определении бора в богатых рудах и концентратах, где содержание бора намного превышает содержание бериллия, можно считать, что число выбиваемых нейтронов пропорционально концентрации бора в образце.
Количество выбиваемых нейтронов измеряют при помощи установки, представленной на рис. 28. В качестве источника а-излучения вы. годно использовать изотоп Рой'о активностью 250 мкюри, так как при его распаде наблюдается лишь слабое у-излучение. При определении бора пользуются градунровочным графиком, построенным по эталонам, состав которых аналогичен составу анализируемых образцов. Точность метода при измерении в течение 15 мин. составляет 1,5 — 2%.
Метод применяется при Разведке полезных ископаемых и анализе сплавов [2241 Рис. 28. Устройство ддя количественного анализа продуктов обогвшения руд бомбардировкой а-частицдми / — платиновая фольга; 2 — слой полОния; 8 — прижимное кольца; 4 — абоннтовый держатель; 6— ручна; 6 — кассета; 7 — контролируемый продукт; 8 — столик; 9— цеитрнрующее кольцо: /а — счетчик нейтронов Рис.
29, Устройство для определения элеыентов в рвстворвх по ядерной реакции (и, и): / — лержатель; 2 — слой ропе 8 — центрирующее кольцо; 4— кювета с тонким слоем; 6— аналнанруемый раствор; 6 †аамедлвтель; 7 — счетчик ней- тронов Ядерная реакция (а, и) может использоваться также при определении бора 'в растворах [22Ц.
Поскольку а-излучение имеет малую проникающую способность, то для анализа отбирают небольшой объем раствора (-1 мл) и помещают его в кювету с тонким дном (1,8 мг/смй). Лучшие результаты получают, когда а-источник помещают непосредственно над поверхностью жидкости. Принципиальная схема установки показана на рис. 29.
Определению бора по реакции (а, и) мешают бериллий, фтор, литий, т. е, элементы, имеющие большое сечение реакции (а, и). В этом случае более эффективно проводить измерения по у-квантам [2231, излучаемым возбужденными ядрами )А)/4 н С/з в результате реакции В"(а, и) К/8 Вп(а, и)Х/а и Вго(а, р)С". В у-спектре, который возникает при взаимодействии а-частиц с ядрами бора, имеются у-кванты с энергией 2,3 Мэв (Х/а, Х/4) и 3,8 Мэв (С'й), в то время как энергия у-квантов, возникающих при взаимодействии а-частиц с ядрами бериллия, составляет 4,45 Мэв, фтора — 1,24 Мэв [222).
Ре- 9 Аналитическая кимня бара 129 гистрируя характерные для каждого элемента у-кванты (для бора 2,3 Мэв) при помощи специальной установки [2221, можно осуществить раздельное определение ВеО, В20а и СаГ2 в смеси берилла с флюоритом и ашаритом. Одно из преимушесгв этого способа состоит в возможности анализировать навески образцов порядка десятых долей грамма; основное же преимущество метода — высокая селективность.
Для определения ~бора в кремнии (865] используют реакцию В" (р, и) Сп (8651. Отдельно следует остановиться на определении следов бора в кремнии 18631, кислотах (Н]я]Оа, НзРО,), дистиллированной воде, сталях (897) методом изотопного разбавления при помощи масс спектрометра. Для этого к анализируемой пробе до ее растворения (в случае кремния) или после (в случае стали) добавляют изотоп В", отделяют бор от других элементов диализом с ионообменной мембраной (863] или дистилляцией в виде метилбората !897), затем определяют соотношение В!о/В!! на масс-спектрометре.
Таким способом удается определить 0,1 мкг В в кремнии с ошибкой ч-1%; при уменьшении содержания бора до 0,001 з1кг ошибка возрастает до ч-30% (863]. Относительная ошибка определения 0,0005 — 150 мкг В в реактивах, кислотах, сталях составляет ч-10 — 20% (897]. 1 — 2 г стали растворяют при нагревании в 1О мл 85%-ной НзРОо добавляют 1 мл раствора, содержащего 13 мкг В, обогащенного до 92% по В'с, 50 мл метанола, затем отгоняют борнометиловый эфир при 75'С. Собирают дистиллят в приемник с 25 мл воды, 5 мл 001 2У ]ЧатСОз в !%-ном растворе глицерина и выпаривают вначале досуха на водяной бане при 80, а затем при 150' С. Сухой остаток растворяют в нескольких каплях воды и наносят на танталовую вить для определения методом термоионной эмиссии отношения количества ионов Р]атиюОяс и !чаиВы024 с массами 88 и 89. Методы изотопного анализа бора изложены в ряде работ (1!7, 266, 303, 88Ц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
